模块一航海气象基础

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1、模块一航海气象基础BasicKnowledgeofMeteorology学习与训练总目标○掌握气象要素的定义、分类和原理○掌握气象要素在实际中的表现形式○了解气象要素与天气的关系○掌握气象要素观测的基本方法模块导学航海气象（MaritimeMeteorology）是为航海服务的应用气象知识。学习航海气象的目的在于充分利用有利的天气和水文条件，避离或克服不利的气象和水文条件，使船舶航行安全、省时、经济，使客船旅客舒适，并将因灾害性天气造成的损失减小到最低限度。中国明代张一厚所著的中国沿海航路指南《海道经》一书，专辑有海上天气歌谣，按征兆预测天气演变，阐明气候的特点和规律，影响

2、至今。1805年，英国人蒲福根据海面征象拟定风力等级，自0到12共分13个等级，称为“蒲福风级”。1847年～1852年，美国人M.莫利根据远洋船舶所记录风和流的资料，绘制成《北大西洋风和海流图》，使船舶横越北大西洋的时间大为缩短，开现代航路图的先河。1857年，荷兰气象学家白贝罗发现根据风向判断高压和低压的中心方位的法则，被称为白贝罗定律。航海气象学将大气、气温、气压、湿度、风、云、雾、能见度等统称为气象要素（MeteorologicalElements），气象要素是表征大气状态的物理量或物理现象。海洋表层水温、海浪、海流、海冰等都是水文要素，但也可以被看成是广义的气象要

3、素。天气（Weather）是一定区域在较短时间内各种气象要素的综合表现。气候（Climate）是某一区域各种气象要素的多年平均特征，其中包括极值。天气表示大气运动的瞬时状态，而气候表示长时间统计平均的结果。●思考题：1.为什么要学习航海气象知识？2.天气和气候的区别是什么？子模块一大气Atmosphere学习与训练子目标★掌握影响天气气候变化的主要大气成分及杂质的作用★掌握大气的垂直结构★了解大气各层的特征重要知识一、大气成分：主要由多种气体、水汽和悬浮的杂质构成。1.干洁空气（Dryair）:（除水汽和杂质以外的气体）气体主要成分:氮（78.09%）、氧(20.95%）、

4、氩（0.93%）；气体次要成分:二氧化碳（0.03％）、氢、氖、氦、氪、氙、氡、臭氧等稀有气体（不超过0.01％）。2.水汽（Vapour）大气成分唯一相变的成分。气温、气压相同时，干空气的密度大于湿空气的密度；气压相同时，干冷空气的密度比暖湿空气大得多。3.杂质（Impurities）大气中的杂质除水滴、冰晶等水汽凝结物之外，还包括大量尘埃、烟粒、细菌、病毒、植物花粉，以及海洋上飞溅在空中的浪花蒸发后留下的微小盐粒等。大气中的固体杂质有利于水汽的凝结，称为凝结核。大气中的易变成分的作用1.二氧化碳:平均含量0.03%，二氧化碳能强烈地吸收和放射长波辐射。2.臭氧：主要存在

5、于20-40公里气层中，又称臭氧层。臭氧是吸收太阳紫外线的唯一大气成分。3.水汽：水汽能强烈地吸收和放出长波辐射，并在相变过程中吸收和放出潜热能。大气中水汽含量范围在0～4％，具有固、气、液三态变化，它也是造成云、雨、雪、雾等天气现象的主要物质条件。4.杂质：悬浮在空气中的固体或液体微粒，主要包括尘埃、烟粒、细菌、病毒、花粉和微小盐粒等。它们主要集中在大气的低层，影响能见度，能吸收部分太阳辐射，并对太阳辐射具有散射作用。在水汽相变过程中，杂质可以作为凝结核。大气杂质还有削弱太阳辐射、阻挡地面辐射、保持地面温度的作用。二、大气的垂直分层根据世界气象组织的建议，通常根据气温和水

6、汽的垂直分布、大气的扰动程度和电离现象等不同特点，自下而上将大气划分为对流层、平流层、中间层、热层（暖层）和散逸层5个层次1.对流层（Troposphere）：对流层的平均高度为10km左右，它的下界为地表面，上界随纬度和季节的不同而有变化，低纬度17km～18km，中纬度平均10km～12km，高纬度6km～8km，夏季比冬季高些。夏季对流层的厚度比冬季高。对流层集中了大气质量的80％和全部水汽，与人类关系最为密切，大气中几乎所有的物理和化学过程都发生在该层。对流层具有三个主要特征。对流层中三个主要特征⑴气温随高度而降低。平均幅度为-0.65℃/100m。即γ＝0.65℃

7、/100m称γ为对流层中气温垂直递减率。⑵具有强烈的对流和湍流运动。是引起大气上下层动量、热量、能量和水汽等交换的主要方式。⑶气象要素沿水平方向分布不均匀。如温度、湿度等。根据大气运动的不同特征通常将对流层分为：摩擦层(frictionlayer)：摩擦层又称边界层，从地面到1~1.5Km高度。其厚度夏季高于冬季，白天高于夜间，大风和扰动强烈的天气高于平稳天气。湍流输送是该层的基本运动特点，多涡动，各种气象要素都有明显的日变化。该层水汽、杂子含量多，因而低云、雾、霾、浮尘等出现频繁。自由大气(freeatmosph